RU2147705C1 - Pipe line air inlet and outlet valve - Google Patents

Pipe line air inlet and outlet valve Download PDF

Info

Publication number
RU2147705C1
RU2147705C1 RU98105987A RU98105987A RU2147705C1 RU 2147705 C1 RU2147705 C1 RU 2147705C1 RU 98105987 A RU98105987 A RU 98105987A RU 98105987 A RU98105987 A RU 98105987A RU 2147705 C1 RU2147705 C1 RU 2147705C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diaphragm
pipeline
seat
valve
water
Prior art date
Application number
RU98105987A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98105987A (en
Inventor
Б.Ф. Турутин
А.В. Лютов
Original Assignee
Турутин Борис Федорович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Турутин Борис Федорович filed Critical Турутин Борис Федорович
Priority to RU98105987A priority Critical patent/RU2147705C1/en
Publication of RU98105987A publication Critical patent/RU98105987A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2147705C1 publication Critical patent/RU2147705C1/en

Links

Landscapes

  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Abstract

FIELD: surface water lines. SUBSTANCE: valve has body with seat having straight-way hole and shut-off member. Body is fitted in pipe line and is provided with diaphragm. Area of diaphragm exceeds flow area of seat. Shut-off member is provided with rod connected with diaphragm. Body is divided into three parts by means of diaphragm and seat. Upper and center parts are communicated with atmosphere and cavity of pipe line through holes made in body. Body is provided with passage coaxial relative to straight- way hole in seat. Lower part of body is communicated with atmosphere by means of passage; it is also communicated with center part through straight-way hole of seat. Upper part of body is provided with cover into which spindle is screwed through motion nut for manually opening the valve. EFFECT: enhanced reliability; avoidance of freezing of valve. 1 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно для водоводов надземной прокладки. The invention relates to pipe fittings, mainly for overhead pipelines.

Известно устройство, описанное в книге "Здания и сооружения на Крайнем Севере" под редакцией Велли Ю.Я., Ленинград - Москва, 1963, рис. IV-VII, стр. 415. Устройство устанавливается на трубопроводе надземной прокладки для впуска и выпуска воздуха. Оно размещено в патрубке, который установлен сверху трубы. Вода, заполняя трубопровод, вытесняет воздух через отверстия, сделанные в корпусе устройства. При подходе воды поплавок, размещенный внутри корпуса, всплывает, поднимается и закрывает проходное отверстие затвора. В закрытом положении клапан прижат к седлу силой, определяемой законом Архимеда и давлением воды в трубопроводе. При освобождении трубопровода от воды поплавок опускается, открывая отверстия в корпусе для впуска воздуха. Устройство не замерзает, если тепловой режим водовода в норме. A device is known, described in the book "Buildings and Structures in the Far North" edited by Velli Yu.Ya., Leningrad - Moscow, 1963, Fig. IV-VII, p. 415. The device is installed on the overhead gasket pipe for air inlet and outlet. It is located in the pipe, which is installed on top of the pipe. Water filling the pipeline displaces air through openings made in the device body. When the water approaches, the float located inside the housing floats, rises and closes the bore of the shutter. In the closed position, the valve is pressed against the seat by the force determined by the law of Archimedes and the water pressure in the pipeline. When the pipeline is free of water, the float lowers, opening holes in the housing for air inlet. The device does not freeze if the thermal conduit is normal.

При охлаждении водовода, например из-за недостаточного подогрева воды или вследствие остановки движения воды, устройство в зимнее время может замерзать. Из-за большой теплоотдающей поверхности затвора и его удаленности от потока воды устройство замерзает раньше появления льда на стенках трубопровода. When cooling the conduit, for example due to insufficient heating of the water or due to the stoppage of the movement of water, the device may freeze in the winter. Due to the large heat transfer surface of the shutter and its remoteness from the water flow, the device freezes before ice appears on the walls of the pipeline.

Другим недостатком устройства является ухудшение эксплуатационных свойств поплавка. С течением времени материал поплавка стареет, его пористость снижается, в результате понижается плотность затвора. Работа поплавка чувствительна к перекосам и к коррозии металла. Another disadvantage of the device is the deterioration of the operational properties of the float. Over time, the material of the float ages, its porosity decreases, and as a result, the gate density decreases. The work of the float is sensitive to distortions and to metal corrosion.

Задачей изобретения является повышение надежности конструкции и водоснабжения, предохранение клапана от обмерзания, а также автоматическая и безотказная защита трубопровода от разрушения атмосферным давлением. The objective of the invention is to increase the reliability of the design and water supply, protection of the valve from freezing, as well as automatic and reliable protection of the pipeline from destruction by atmospheric pressure.

Поставленная задача решается тем, что в клапане для впуска и выпуска воздуха из трубопровода в корпусе выполнено седло с проходным отверстием и установлен запорный орган, причем корпус устройства размещен в трубопроводе и снабжен установленной в нем диафрагмой, площадь которой больше площади проходного сечения седла, а запорный орган снабжен штоком, соединенным с диафрагмой, причем посредством диафрагмы и седла корпус разделен на три части, верхняя и средняя из которых сообщены выполненными в корпусе отверстиями, соответственно, с атмосферой и полостью трубопровода, при этом в корпусе выполнен соосный проходному отверстию седла канал, посредством которого сообщена с атмосферой нижняя часть корпуса, сообщенная со средней частью через проходное отверстие седла, а на верхней части корпуса установлена крышка, в которую через ходовую гайку ввинчен шпиндель ручного открытия клапана. The problem is solved in that in the valve for intake and exhaust of air from the pipeline in the body there is a saddle with a through hole and a shut-off element is installed, and the device body is placed in the pipeline and equipped with a diaphragm installed in it, the area of which is larger than the area of the saddle through section, and the shut-off the body is equipped with a rod connected to the diaphragm, and by means of the diaphragm and the seat the housing is divided into three parts, the upper and middle of which are communicated with openings in the housing, respectively, with the atmosphere a ferrule and a pipe cavity, while in the housing there is a channel, coaxial to the passage of the seat, through which the lower part of the body is connected to the atmosphere, communicated with the middle part through the passage of the seat, and a cover is installed on the top of the body, into which the manual spindle is screwed through the running nut valve opening.

Предлагаемое устройство устраняет отмеченные недостатки. Оно не замерзает при остановке водовода. Исследования показали, что подобные устройства сохраняют работоспособность при оледенении трубопровода до половины площади его сечения. Возможность допустить оледенение трубопровода продляет безопасную остановку (обычно вынужденную в аварийных случаях) на несколько дней, что значительно поднимает надежность водоснабжения. В предлагаемом устройстве нет поплавка. Оно весьма просто по конструктивной схеме, его детали по долговечности равны трубопроводу. Значительное превосходство площади диафрагмы над площадью проходного сечения обеспечивает высокую плотность затвора. Выходной (он же входной) канал устройства выполнен вертикально вниз от затвора, что исключает конвективное движение воздуха в пространстве корпуса, предохраняет клапан от обмерзания. The proposed device eliminates the noted disadvantages. It does not freeze when the conduit stops. Studies have shown that such devices remain operational during glaciation of the pipeline to half its cross-sectional area. The ability to allow glaciation of the pipeline extends a safe shutdown (usually forced in emergency cases) for several days, which significantly increases the reliability of water supply. In the proposed device there is no float. It is very simple in terms of design, its details are equal in pipeline durability. Significant superiority of the aperture area over the area of the orifice provides a high shutter density. The output (it is the input) channel of the device is made vertically downward from the shutter, which eliminates the convective movement of air in the body space, protects the valve from freezing.

Предлагаемое устройство показано на чертеже, разрез. The proposed device is shown in the drawing, section.

В надземный трубопровод 1 установлен корпус устройства 2, который диафрагмой 3 и седлом 4 разделен на три различных по конструкции и технологическому назначению части. Клапан 5 соединен с эластичной диафрагмой. Верхняя часть корпуса закрыта крышкой 6 и сообщается с атмосферой отверстиями 7. Средняя часть сообщается с пространством трубопровода отверстиями 8, а проходным сечением затвора - с нижней частью корпуса и далее с атмосферой. Шпиндель 9 имеет резьбу, ходовую гайку 10. На штоке 11 закреплен клапан. Стакан 12, патрубок 13 прижимают диафрагму резьбовым кольцом 14 к крышке 15. Граница слоя льда в трубопроводе показана позицией 16. Теплоизоляция трубопровода условно не показана. In the above-ground pipeline 1, the housing of the device 2 is installed, which is divided by diaphragm 3 and saddle 4 into three parts that are different in design and technological purpose. The valve 5 is connected to an elastic diaphragm. The upper part of the casing is closed by a cover 6 and communicates with the atmosphere with openings 7. The middle part communicates with the space of the pipeline by openings 8, and the bore of the shutter - with the lower part of the casing and then with the atmosphere. The spindle 9 has a threaded spindle nut 10. A valve is fixed to the stem 11. The glass 12, the pipe 13 press the diaphragm with a threaded ring 14 to the cover 15. The boundary of the ice layer in the pipeline is shown at 16. The pipe insulation is not shown conventionally.

Устройство работает следующим образом. При опорожнении трубопровода, когда в пониженной точке водовода надземной или канальной прокладки открывается выпуск воды, или при аварийной утечке воды, например, вследствие повреждения стыка в трубопроводе возникает давление ниже атмосферного. В этом случае на диафрагму действует атмосферное давление сверху и давление воды снизу ниже атмосферного. В результате диафрагма опустится вниз и откроет взаимодействующий с ней клапан. Таким образом, откроется проход для воздуха из атмосферы в трубопровод. При этом в системе установится равновесие сил. Потери напора воздуха на преодоление местных сопротивлений в затворе и в отверстиях корпуса определятся разностью давлений со стороны атмосферы и воды в трубопроводе. Чем больше разность давлений, тем с большим напором и с большей скоростью входит воздух в трубопровод. Вместе с тем наблюдается обратная связь: приток воздуха в трубопровод уменьшает разность давлений на диафрагму и приводит к прикрытию затвора. The device operates as follows. When the pipeline is emptied, when a water outlet opens at a lower point in the overhead or duct gas duct, or in case of emergency water leakage, for example, due to damage to the joint in the pipeline, pressure below atmospheric arises. In this case, the diaphragm is affected by atmospheric pressure from above and water pressure below below atmospheric. As a result, the diaphragm goes down and opens the valve interacting with it. Thus, the passage for air from the atmosphere to the pipeline will open. In this case, a balance of forces is established in the system. The loss of air pressure to overcome local resistance in the valve and in the openings of the housing is determined by the difference in pressure from the atmosphere and water in the pipeline. The greater the pressure difference, the higher the pressure and the greater the speed that air enters the pipeline. At the same time, feedback is observed: the flow of air into the pipeline reduces the pressure difference across the diaphragm and leads to shutter closure.

Реакция затвора на появление вакуума в трубопроводе мгновенна. Во всех режимах устройство автоматически и безотказно защищает трубопровод от разрушения атмосферным давлением. В отличие от опорожнения водовода, которое может произойти аварийно в результате порыва стыка трубопровода или повреждения арматуры, пуск водовода выполняется организованно работниками эксплуатации. Перед заполнением водовода вращением маховичка шпиндель 9 опускается, открывая затвор. Воздух из водовода проходит отверстия 8, проходное сечение затвора, нижнюю часть корпуса и выходит в атмосферу. Для водоводов, оборудованных предлагаемым устройством, допустимое время остановки движения воды в водоводе определяется временем остывания воды до температуры замерзания T1 и временем образования ледяного кольца T2. Период остывания воды до 0oC в часах определяется по формуле

Figure 00000002

где R - полное термическое сопротивление трубопровода, мoC/Вт;
Vв - объем воды, отнесенный к 1 м трубы;
γв - плотность воды, кг/м3;
Cв - удельная теплоемкость воды, Вт•ч/кгoC;
tв - температура воды в момент остановки движения, oC;
t0 - температура таяния льда, oC;
tс - температура окружающей среды, oC.The valve response to the appearance of vacuum in the pipeline is instantaneous. In all modes, the device automatically and reliably protects the pipeline from destruction by atmospheric pressure. In contrast to the emptying of the water conduit, which can occur accidentally as a result of a rupture of the joint of the pipeline or damage to the fittings, the start-up of the water conduit is carried out in an organized manner by the operation workers. Before filling the conduit by rotating the handwheel, the spindle 9 is lowered, opening the shutter. The air from the water duct passes through the openings 8, the bore of the shutter, the lower part of the housing and enters the atmosphere. For water conduits equipped with the proposed device, the permissible stop time of the movement of water in the water conduit is determined by the cooling time of the water to the freezing temperature T 1 and the formation time of the ice ring T 2 . The cooling period of water to 0 o C in hours is determined by the formula
Figure 00000002

where R is the total thermal resistance of the pipeline, m o C / W;
V in - the volume of water referred to 1 m of the pipe;
γ in - the density of water, kg / m 3 ;
C in - specific heat of water, W • h / kg o C;
t in - water temperature at the moment of stopping the movement, o C;
t 0 - ice melting temperature, o C;
t with - ambient temperature, o C.

Время образования слоя льда в трубопроводе

Figure 00000003

где γл - плотность льда, кг/см3;
r3 - скрытая теплота ледообразования, Вт•ч/кг;
Figure 00000004
- отношение площади поперечного сечения ледяного кольца Fл к площади сечения трубопровода при отсутствии льда F.The time of formation of the ice layer in the pipeline
Figure 00000003

where γ l is the density of ice, kg / cm 3 ;
r 3 - latent heat of ice formation, W • h / kg;
Figure 00000004
- the ratio of the cross-sectional area of the ice ring F l to the cross-sectional area of the pipeline in the absence of ice F.

Наибольшая допустимая величина оледенения трубопровода при данном уровне техники арматуростроения зависит от возможности пуска оледеневшего трубопровода в работу после устранения аварийной ситуации и отсутствия льда в входных (выходных) каналах водопроводных устройств. The maximum permissible value of the pipeline glaciation at this level of valve technology depends on the possibility of putting the icy pipeline into operation after eliminating the emergency and the absence of ice in the input (output) channels of water supply devices.

Исследования показали, что допустимую величину оледенения трубопровода можно принять m=0,5. При таком оледенении остается некоторый резерв на случай отклонения фактических тепловых потерь от расчетных. Половины сечения трубы также достаточно для возобновления движения жидкости в трубопроводе. Studies have shown that the permissible value of the pipeline glaciation can be taken m = 0.5. With such glaciation, a certain reserve remains in case of deviation of the actual heat loss from the calculated one. Half the cross section of the pipe is also sufficient to resume the movement of fluid in the pipeline.

За счет тепла, выделяемого водой при ее превращении в лед, допустимое время остановки водовода поверхностной прокладки в зависимости от начальной температуры жидкости, диаметра трубы и степени оледенения увеличивается в 10-20 раз. Due to the heat generated by the water when it turns into ice, the allowable stop time of the surface laying water conduit increases by 10-20 times depending on the initial temperature of the liquid, the diameter of the pipe and the degree of glaciation.

Claims (1)

Клапан для впуска и выпуска воздуха из трубопровода, в корпусе которого выполнено седло с проходным отверстием и установлен запорный орган, отличающийся тем, что корпус размещен в трубопроводе и снабжен установленной в нем диафрагмой, площадь которой больше площади проходного сечения седла, а запорный орган снабжен штоком, соединенным с диафрагмой, причем посредством диафрагмы и седла корпус разделен на три части, верхняя и средняя из которых сообщены выполненными в корпусе отверстиями соответственно с атмосферой и полостью трубопровода, при этом в корпусе выполнен соосный проходному отверстию седла канал, посредством которого сообщена с атмосферой нижняя часть корпуса, сообщенная со средней частью через проходное отверстие седла, а на верхней части корпуса установлена крышка, в которую через ходовую гайку ввинчен шпиндель ручного открытия клапана. Valve for air inlet and outlet from the pipeline, in the body of which a saddle with a through hole is made and a shut-off element is installed, characterized in that the body is placed in the pipeline and is equipped with a diaphragm installed in it, the area of which is larger than the saddle passage section area, and the shut-off element is equipped with a stem connected to the diaphragm, and by means of the diaphragm and the seat, the housing is divided into three parts, the upper and middle of which are communicated with openings in the housing, respectively, with the atmosphere and the pipe cavity and, wherein the housing is formed coaxial passage opening saddle channel through which communicates with the atmosphere the lower housing portion, communicated with the middle portion through the opening of the seat, and on the upper part of the housing mounted cover, which through a lead nut screwed spindle manual valve opening.
RU98105987A 1998-04-03 1998-04-03 Pipe line air inlet and outlet valve RU2147705C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105987A RU2147705C1 (en) 1998-04-03 1998-04-03 Pipe line air inlet and outlet valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105987A RU2147705C1 (en) 1998-04-03 1998-04-03 Pipe line air inlet and outlet valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98105987A RU98105987A (en) 2000-01-27
RU2147705C1 true RU2147705C1 (en) 2000-04-20

Family

ID=20204162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98105987A RU2147705C1 (en) 1998-04-03 1998-04-03 Pipe line air inlet and outlet valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2147705C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ю.Я. Велли и др. Здания и сооружения на Крайнем Севере.-Л.:-М.: 1963, рис. IV-VII, с.415. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6543474B2 (en) Pressure equalizing check valve
US3406715A (en) Drain valve
CN112253758B (en) Wear-resisting breather valve in plateau
RU2147705C1 (en) Pipe line air inlet and outlet valve
US2989081A (en) Ball cock valves
DK164713B (en) Shut-off valve
US4176679A (en) Check valve
JP2007205000A (en) Automatic drain valve
US4766923A (en) Freeze safe valve
CN208719453U (en) A kind of automatic open close valve
JP2003268755A (en) Automatic water supply device
RU2123144C1 (en) Water tap
CN209115729U (en) A kind of automatic open close valve
JPH07167341A (en) Anti-icing device for valve
CN2191951Y (en) Frost valve for steam pipeline
DK202200052Y3 (en) Drainage system for outdoor water systems
EP3837460B1 (en) Air valve with external liquid level sensor
KR101182211B1 (en) Valve of fluid pipe line
KR100414161B1 (en) automatic valve controled by different pressure
RU2029191C1 (en) Automatic apparatus for emergency closing of gas duct at damage
RU2110004C1 (en) Shut-off device
JPS639648Y2 (en)
JPH10311446A (en) Drain type check valve
JPS6231481Y2 (en)
CN117145989A (en) Anti-freezing combined type high-speed air inlet and outlet valve and fluid conveying system